分光法による反応性プラズマ内の非発光ラジカル密度測定法の開発

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02214105
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 後藤 俊夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (50023255)
• 研究分担者: 平松 美根男 名城大学, 理工学部, 講師 (50199098) ; 井上 元 国立環境研究所, 大気圏環境部, 主任研究員 (70101053) ; 鷲田 伸明 国立環境研究所, 大気圏環境部, 部長 (70101045) ; 河野 明広 名古屋大学, 工学部, 助教授 (40093025) ; 廣田 榮治 総合研究大学院大学, 副学長 (30011464)
• キーワード: RFシランプラズマ / 赤外半導体レ-ザ-吸収法 / リング色素レ-ザ-吸収法 / SiH_3ラジカル / CFラジカル / CF_4プラズマ / レ-ザ-誘起蛍光法 / 光イオン化質量分析法

研究概要

プロセス用反応性プラズマの定量的研究を行うには、薄膜形成の前駆物質として重要な非発光ラジカルの密度を知る必要がある。本研究の目的は、赤外及び可視レ-ザ分光法を用いたプロセスプラズマ内の非発光ラジカル密度(絶対値)計測法を確立し、RFシランプラズマやエッチング系CF_4プラズマ内のラジカル密度測定を行うことである。また光イオン化質量分析法等による非発光ラジカルの反応速度定数の測定法の研究も行う。
平成2年度研究成果
平成元年度までに赤外半導体レ-ザ-吸収法によるシランプラズマ内のSiH_3ラジカルの密度及び拡散係数等の測定、SiH_2の赤外スペクトルの解明、直流パルスCF_4プラズマ内のCFラジカル密度の測定、飽和レ-ザ-誘起蛍光法によるA係数測定法の確立等を行った。また光イオン化質量分析法を用いて炭化水素系非発光ラジカルの反応速度定数を測定した。平成2年度はそれらの結果を発展させて次の成果を得た。
1.赤外半導体レ-ザ-吸収法を用いて、RF励起CF_4プラズマ内のCFラジカルの密度及びその空間分布を測定した。
2.同じ方法を用いてRFシランプラズマ内のSiH_3ラジカル密度とaーSi:H薄膜成長速度との相関を測定した。
3.リング色素レ-ザ-吸収法を用いたSi原子密度測定法を確立し、RFシランプラズマ内の密度を測定した。
4.飽和レ-ザ-誘起蛍光法を用いてSiH_2の可視振動回転線のA係数測定をすすめつつある。
5.光イオン化質量分析法を用いてハロゲン化有機ラジカルの反応速度定数を測定した。

研究成果

• [文献書誌] N.Itabashi: "Spatial distribution of SiH_3 radicals in RF silane plasma" Jpn.J.Appl.Phys.29. L505-L507 (1990)
• [文献書誌] N.Itabashi: "SiH_3 radical density in pulsed silane plasma" Jpn.J.Appl.Phys.29. 585-590 (1990)
• [文献書誌] 後藤 俊夫: "反応性プラズマの新しい診断技術" J.IEE.Jpn.110. 181-184 (1990)
• [文献書誌] M.Magane: "Measurements of the CF radical in DC pulsed CF_4/H_2 discharge plasma using infrared diode laser absorption spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys.29. L829-L832 (1990)
• [文献書誌] T.Goto: "Measurement of the Si atom density in RF silane plasma using absorption spectroscopy" IEEE Int.Conf.on Plasma Science (Oakland,California). 5A5. 200-201 (1990)
• [文献書誌] N.Itabashi: "SiH_3 radical density in RF discharge SiH_4/H_2 plasma" Europ.sectional Conf.on Atomic and Mol.Phys.of Ionized Gases(Orleans,France). 14E. 310-311 (1990)
• [文献書誌] T.Goto: "Measurement of CF radical in RF CF_4/H_2 Plsama using infrared laser absorption spectroscopy" Europ.sectional Conf.on Atomic and Mol.Phys.of Ionized Gases(Orleans,France). 14E. 308-309 (1990)
• [文献書誌] M.Sakakibara: "Measurement of Si atom density in Rf silane plasma using UV absorption spectroscopy" J.Appl.Phys.(1991)
• [文献書誌] 後藤 俊夫: "プラズマCVD内における非発光ラジカルの計測" 化学工学. 54. 662-663 (1990)
• [文献書誌] 後藤 俊夫: "赤外半導体レ-ザ吸収分光法によるラジカルの計測" 光学. 20. 10-14 (1991)
• [文献書誌] M.Hiramatsu: "Si atom density in RF silane/argon plasma" Proc.13th Symp.on ISIAT '90. 213-216 (1990)
• [文献書誌] M.Hiramatsu: "Measurement of the Density and Translational Temperature of Si(3p^2 ^1D_2)Atoms in RF Silane Plasma Using UV Laser Absorption Spectroscopy" J.Appl.Phys.
• [文献書誌] H.Shinihara: "Photoionization mass spectroscopic studies of ethylene and acetylene clusters:Intracluster excess energy dissipation" J.Phys.Chem.49. 6718 (1990)
• [文献書誌] K.Ohmori: "Studies of acetaldehyde and acetyl radicals with atomic hydrogen" J.Phys.Chem. 94. 3253 (1990)
• [文献書誌] 鷲田 伸明: "地球温暖化と光化学スモッグ" 遺伝. 44. (1990)
• [文献書誌] 鷲田 伸明: "地球規模の大気環境問題" 化学と工業. 43. 1831 (1990)
• [文献書誌] 鷲田 伸明: "地球温暖化" 講座「地球環境」I,中央法規出版. 95-111 (1990)